电动观光游览车驱动桥设计说明

1、太阳能混合动力观光车驱动系统设计摘要：太阳能是一种清洁能源，不仅可以部分替代化石燃料，还可以减少二氧化碳和有害气体的排放，防止地球环境恶化。太阳能汽车特别适合在环保要求较高的旅游景区使用，可以实现真正的零排放，做到完全环保。毕业设计的主要内容是太阳能混合动力观光车的整体方案设计和驱动系统设计。总体方案设计包括：分析给定的技术参数和工况，进行调查研究，收集资料，确定各部分的结构型式、主要尺寸和重量，绘制布局位置草图；初步计算整机重心位置及桥架载荷、稳定性、牵引力、制动、机动性等，绘制整体尺寸及参数性能图。驱动系统设计包括：(1)驱动系统传动方案的确定。采用单电机集中驱动系统，由减速箱总成、差速器

2、总成和驱动桥组成。驱动电机与减速机的驱动齿轮直接相连，通过两级减速和差速器将扭矩传递给左右驱动器。车轮。电机轴线与车轮轴线平行，因此减速机采用二极圆柱齿轮传动。半轴采用全浮动结构，与轮毂连接传递扭矩。桥壳采用组合式结构，一端由轮毂轴承支撑在车轮上，另一端与减速机连接。减速器设计。分配传动比，计算功率和运动参数；根据接触强度确定中心距，计算齿轮的主要参数；根据抗扭强度设计轴的尺寸，根据弯曲和扭转的组合来校核轴的强度；减速箱的设计；生活检查。(3) 半轴、桥壳等零件的结构设计和强度校核。关键词：电动汽车；驱动桥；减速器太阳能混合动力观光车驱动系统设计1 简介1.1 简介随着21世纪的到来，由于社会

3、对减少污染、安全、节能和求新的要求，汽车技术在不断引进以新材料和电子技术为基础的新技术的过程中取得了长足的进步。汽车能源利用效率、有害物质排放、车用新能源开发利用等问题近年来一直受到政府、专家和公众的关注。人们投入巨资和大量人力来研究更清洁的汽车并寻找更清洁、可持续的替代能源。使用最清洁、最丰富的能源太阳能作为燃料的太阳能电动汽车诞生了，它已成为世界发达国家的前沿研发项目。太阳能电动汽车发展趋势将太阳能转化为电能是利用太阳能的重要途径。太阳能属于清洁能源，绿色环保，无污染，取之不尽，用之不竭。太阳能的直接利用代表了人类文明发展的一个新水平，有利于人类社会的可持续发展。因此，太阳能电动汽车被人类

4、称为“未来汽车”。近年来，世界各大汽车制造商纷纷开发电动汽车，因为清洁环保的汽车一直是人们追求的目标。空气污染日益严重，人们对太阳能的关注与日俱增。1.3太阳能电动汽车的构成太阳能电动车是指利用太阳能电池的光伏特性将太阳能转化为电能，并以电能为能源驱动的车辆。它由驱动桥、转向系统、制动系统、车架、车身、太阳能电池板、电池、驱动电机和电控系统组成。电动汽车的驱动桥位于传动系的末端，其基本作用是增加变速器传递的扭矩，将扭矩分配给左右驱动轮，使左右驱动轮具有汽车的驱动运动学所需的差异。同时，驱动桥还承受作用于路面与车架之间的垂直力、纵向力和横向力。转向系统的作用是改变汽车的行驶方向，使汽车保持平稳直

5、行。汽车一般采用前轮转向。转向系统的主要部件包括：方向盘、舵机、转向传动杆系统等。刹车系统是用来迫使汽车减速或停车，以及将汽车停在坡道上的装置。为保证汽车在紧急情况下的可靠制动，应有两套独立的制动系统，其中一套是机械地传递其操作力。制动系统的主要部件包括：制动踏板、驻车制动杆、车轮制动器等。车身包括驾驶室和各种形式的车厢，以容纳司机、乘客和装载货物。太阳能电池放置在车身表面，主要由半导体硅制成。受光照射后，吸收光能，激发电子和空穴，产生电动势。如果接负载，则形成电流；最大功率跟踪）装置为电机和电池提供能量，将太阳能转化为电能。1.4太阳能电动汽车驱动系统组成在一般的汽车结构中，驱动桥包括诸如减

6、速器、差速器、驱动车轮的变速器和桥壳等部件。减速机的结构也根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的放置方法和减速方法而有所不同。减速器的传动比、驱动桥的离地间隙和计算的载荷是减速器设计的原始数据，应在总体设计时确定。由于发动机纵向安装在汽车上，缓速器将用于改变扭矩传递的方向。为了使汽车有足够的牵引力和适当的最高速度，减速器增加扭矩并降低速度。差速器是用来解决左右轮扭矩分配和差速要求的问题。当汽车在不平路面转弯或行驶时，左右车轮同时滚动不同的行程，因此它们的转速也应该不同。因此，在向左右车轮传递扭矩的同时，要求驱动桥使其以满足上述运动学要求的不同角速度旋转，这是通过差速器来实现的。在带差速器的汽车中

7、，当左右齿轮对地面的附着系数不同，一个驱动轮打滑失去牵引力时，另一个驱动轮也会失去牵引力。驱动轮传动的作用是将扭矩从差速器侧齿轮传递到驱动轮。对于转向驱动桥，等速万向节必须安装在驱动轮的传动装置中。对于非转向驱动桥，驱动轮的传动装置也必须由万向节驱动。如果驱动轮不是转向轮，则车轮由连接差速器和轮毂的车轴直接驱动，车轴将差速器轴齿轮连接到轮毂。在装有轮边减速机的驱动桥上，轮边减速机的主动齿轮通过半轴与半轴齿轮相连接。桥壳起到支撑汽车载荷的作用，并将载荷传递给车轮。作用在车轮上的牵引力、制动力等力通过桥壳传递给车架。因此，桥壳不仅具有轴承的作用，还具有传递力的作用，它还是减速器、差速器、半轴的外壳

8、。在汽车行驶过程中，桥壳承受着很大的负荷。因此，桥壳不仅要结构简单、降低成本、便于拆卸维修，还要考虑在动载荷下有足够的强度和刚度。轮胎和车轮支撑着汽车的质量，并在道路上承受各种反作用力，例如驱动力和制动力。车轮由轮辋和辐条组成。轮胎安装在轮辋上，辐条用轮胎螺栓固定在轮毂上。轮辋是轮胎安装的基础，它不仅可以支撑轮胎，还可以确保轮胎易于拆卸。2 电动汽车总体设计2.1 技术参数1.额定载重量为4 6人2.总质量约为1000 kg3.最大行驶速度V线30km/h4.最大等级（满载）10%5. 最小离地间隙150mm6.最小转弯半径R min4500mm7、最大制动距离6m8. 自重576 kg9.电

9、池电压48V10.电控Acl/48/1802.2 结构形式及工作条件1、电动车形式：后置后轮驱动2、电动车动力：电池组直流串励电机驱动额定电压：48V3.工作场所：旅游景点4、路面条件：沥青或混凝土路面2.3主要参数选择2.3.1主要尺寸总长度 a= 3200mm，总宽度 w= 1600mm，总高度 h= 1900mm，轴距 L=(54%60%) a 代入数据，四舍五入2000mm，轴距 B= 0.75L+100(80)代入数据，四舍五入1350mm，前悬架 L = 450mm, 后悬架 L = 700mm,最小离地间隙150mm2.3.2电动车品质座位数：4个座位，车辆质量=人均座椅整备质量

10、=96 5= 480kg，参考同类车辆600kg；总质量四舍五入为1000 kg。2.3.3电机参数：最大功率 P = ( V + V ) (2-1)= ( 30+ 30 )=1.56kw其中：传动效率0.9，g重力加速度，滚动阻力系数0.0165，C空气阻力系数0.65，A车正面投影面积，m车质量。以安全裕度系数为1.1，电机的最大功率应为2.18kW。根据电机数据，按最接近原则选用2.2kW串励直流电机，其额定转速为，额定转速下的转矩为；2.3.4轮胎参数直径工作半径，单边宽度最大承载能力437kg，胎压0.3MPa；2.3.5传动比计算= =9.15 (2-2)其中：是汽车的最高速度；是

11、发动机在最大速度时的转速；是车轮的滚动半径。2.3.6计算最大坡度= (2-3)=4 6.6=36.6Km最大牵引力 F = (2-4)=118Kg- = -0.0165=11.8%10%，符合设计要求。2.4 核心部件参数铅酸电池：DC 48V，160Ah，尺寸522mm240mm242mm，重量电机：2.2kW，DC 48V， 56A2800r/min，重量26kg；太阳能板：多晶硅材料，最大转换效率，最大输出功率约470W，整体尺寸2200mm1650mm50mm、重量转向系统60kg；驱动桥100kg；框架隔间80kg。2.5 总体安排的计算2.5.1各部分的质量和重心坐标：电池：尺寸

12、522240242，总电压48V，容量160AH，重量260Kg，重心坐标（720371）。直流电机：功率2.2KW，电压48V，电流57A，转速2800r/min，重量26Kg，重心坐标（1840、260）。太阳能电池：多晶硅， %，功率430W，最大电源电压52V，尺寸2200160050，重量约为60Kg.，重心坐标 (1600, 1875)。转向系统：包括前轮、悬架、刹车、重量60Kg、重心坐标（100,260）。驱动系统：包括减速器、差速器、半轴、后轮、刹车、重量约100Kg、重心坐标（1950、260）。框架，身体：大约重量80Kg，重心坐标（1000,225）。2.5.2空载和满

13、载重心坐标空载总质量约600Kg.，满载总质量约 .880Kg然后是空时的重心坐标(2-5)计算结果 x=1020, y=460满载重心坐标计算结果=1080, =5702.5.3轴荷分布计算满载时(2-6)其中：前轴荷、后轴荷、整车质量L 汽车轴距，a 质心到前轴的距离，b 质心到后轴的距离= 405Kg, =475Kg满载行驶时(2-7)其中为附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，取值为0.70.8，取0.75。= 275Kg, =605Kg满载制动(2-8)公斤，341Kg2.6 稳定性计算2.6.1汽车不纵向倾覆的条件 , =0.75 (2-9)0.75 满足条件2.6.2车辆不会侧翻

14、的情况 , =0.75 (2-10)0.75 满足条件2.7 最小车削直径的计算汽车最小转弯直径=9mD 2 (2-11)9000 2汽车前轮最大转向角为36.72.8 行程计算S=Vt (2-17)= V ( )= 30 ( )=158Km大于目标里程120Km，满足要求。3 双电机驱动桥设计3.1 驱动系统总体设计驱动系统整体设计方案示意图如图3-1所示。采用单电机集中驱动系统，由变速箱总成、差速器总成和驱动桥组成。驱动电机直接连接到减速机的驱动齿轮上。逐步减速将扭矩传递到左右驱动轮。电机轴线与车轮轴线平行，因此减速机采用二极圆柱齿轮传动。半轴采用全浮动结构，与轮毂连接传递扭矩。桥壳采用组

15、合式结构，一端由轮毂轴承支撑在车轮上，另一端与减速机连接。桥壳的设计还应与悬架等配合，根据其结构和尺寸设计连接件。图3-1图3-1驱动桥总成3.2 减速机的设计3.2.1传动比分配总传动比，所以采用两级圆柱齿轮减速机。根据经验公式，取, 。3.2.2运动和动态参数计算高速轴：中间轴：低速轴3.2.3齿轮参数计算高速齿轮传动设计：(1)齿轮全部采用斜齿轮传动，精度6级，齿面渗碳淬火。材料选择：小齿轮：38SiMnMo，调质，硬度320 340HBS；大齿轮：35 SiMn，调质，硬度280 300 HBS。找到， =790 ， =760 ；=640 , =600 。(2)根据接触强度初步确定中心

16、距，初步选定主要参数。(3-1)公式中小齿轮传递的扭矩= 7.5负载系数K：K=1.6。齿宽系数：取=0.4。传动比u：暂取u =3.55。允许接触应力：取最小安全系数=1.1，按大齿轮计算=691将上述数据代入计算中心距的公式得到=56舍入是标准中心到中心距离=60 。根据经验公式， =(0.007 0.02 ) =(0.007 0.02 ) 60=0.42 1.2取标准模数=1 。首先获取, = 。拿，细化螺旋角所以(3)检查齿面的接触疲劳强度(3-2)公式使用因素动态负载系数：(3-3)根据齿轮的圆周速度，齿轮精度等级为9级。将相关值代入式(3-17)得齿载荷系数：齿载荷分布系数：按，求

17、节点面积系数：按查找。乍得得到接触强度计算的重合度和螺旋角系数：先计算等效齿数求等效齿轮的端面重合。按分别检查。所以。 _按，垂直重叠。按、检查。 _将上述值代入齿面接触应力计算公式可得计算安全系数：(3-4)公式中，寿命系数： 首先计算应力循环次数：对于调质钢，检查。润滑油模具影响系数：根据选用，选用220号中压工业齿轮油，可查其运动粘度。加工硬化系数：因小齿轮齿面未硬化，齿面不光滑，故取。接触强度计算的尺寸因子。将上述数值代入安全系数的计算公式，可得乍得， 。，所以是安全的。(4)检查齿根弯曲疲劳强度(3-5)的载荷分布系数公式为：抗弯强度计算的载荷分担系数：复合齿排系数：按查找。弯曲强度

18、计算的重合和螺旋角系数：按，检查将上述值代入齿根弯曲应力的计算公式，可得计算安全系数：(3-6)公式中，寿命系数：对于调质钢，压机、校车、压机、校车相对根圆角敏感系数。相对齿根面条件系数：齿面粗糙度，得到。尺寸因素：检查。将上述数值代入安全系数公式可得找到它，拿走它。并且大于，所以它是安全的。(5) 主要几何尺寸摘 要低速齿轮传动设计(1)齿轮全部采用斜齿轮传动，精度6级，齿面渗碳淬火。材料选择：小齿轮：38SiMnMo，调质，硬度320 340HBS；大齿轮：35 SiMn，调质，硬度280 300 HBS。找到， =790 ， =760 ；=640 , =600 。(2)根据接触强度初步确

19、定中心距，初步选定主要参数。(3-1)公式中小齿轮传递的扭矩= 26.625负载系数K：K=1.6。齿宽系数：取=0.54。传动比u：暂取u =2.54。允许接触应力：取最小安全系数=1.1，按大齿轮计算=691将上述数据代入计算中心距的公式得到=74.9舍入是标准中心到中心距离=100 。根据经验公式， =(0.007 0.02 ) =(0.007 0.02 ) 100=0.7 2取标准模数= 1.5 。首先获取, = 。拿，细化螺旋角所以(3)检查齿面的接触疲劳强度(3-2)公式使用因素动态负载系数：(3-3)根据齿轮的圆周速度，齿轮精度等级为9级。将相关值代入式(3-17)得齿载荷系数：

20、齿载荷分布系数：按，求节点面积系数：按查找。乍得得到接触强度计算的重合度和螺旋角系数：先计算等效齿数等效齿轮的端面重合。按分别检查。所以。 _按，垂直重叠。按、检查。 _将上述值代入齿面接触应力计算公式可得计算安全系数：(3-4)公式中，寿命系数： 首先计算应力循环次数：对于调质钢，检查。润滑油模具影响系数：根据选用，选用220号中压工业齿轮油，可查其运动粘度。加工硬化系数：因小齿轮齿面未硬化，齿面不光滑，故取。接触强度计算的尺寸因子。将上述数值代入安全系数的计算公式，可得乍得， 。 ，所以是安全的。(4)检查齿根弯曲疲劳强度(3-5)的载荷分布系数公式为：抗弯强度计算的载荷分担系数：复合齿排

21、系数：按查找。弯曲强度计算的重合和螺旋角系数：按，检查将上述值代入齿根弯曲应力的计算公式，可得计算安全系数： (3-6)公式中，寿命系数：对于调质钢，压机、校车、压机、校车相对根圆角敏感系数。相对齿根面条件系数：齿面粗糙度，得到。尺寸因素：检查。将上述数值代入安全系数公式可得找到它，拿走它。并且大于，所以它是安全的。(5) 主要几何尺寸摘 要3.2.4轴设计材料选用45钢，调质，硬度217255HBS，许用疲劳应力。(1) 高速轴a确定最小轴径取 A=115由于花键，适当增加轴径并取。b主要分布零件有：齿轮、轴承、轴承端盖等。c根据工况选择轴承类型为滚动轴承6002。基本尺寸15mm： 9mm

22、配合轴段的直径为1d齿轮安装：安装轴径24mm、轴长26mm。e 齿轮定位：由于齿轮分度圆直径小于轴径的两倍，因此齿轮采用齿轮轴。(2) 中间轴a中间轴是实心轴，所以取 A=115由于键槽开孔，轴径应适当加大，取之。b主要分布零件有：齿轮、轴承、键、轴承端盖等。c根据工况选择轴承类型为滚动轴承6004。基本尺寸20mm： 12mm配合轴直径20mmd齿轮安装：按轴截面直径安装大齿轮25mm和小齿轮25mm。安装轴段长度大齿轮32mm和小齿轮40mm。e齿轮定位：大齿轮：一端定位有台肩，轴段直径32mm，轴段长度8mm。另一端定位有套筒，套筒的直径、20mm外径28mm和长度10mm。径向定位采

23、用平键，基本33mm尺寸8mm 10mm。小齿轮：一端定位有肩，轴段的直径25mm，轴段的长度42mm。另一端定位有套筒，套筒的直径、20mm外径32mm和长度4mm。径向定位采用平键，基本26mm尺寸7mm 8mm。3.2.5平键强度校核中间轴：单平键，基本26mm尺寸7mm8mm键控连接的允许挤压应力, 所以满足要求。3.2.6轴强度校核(1) 高速轴高速轴受力分析见图3-1。高速轴传递扭矩齿轮圆周力齿轮径向力齿轮轴向力计算作用在轴上的支撑力和反作用力：如图 3-1(a) 所示，垂直平面上的支撑和反作用力：如图 3-1(c) 所示，水平面上的支撑和反作用力：计算齿轮中心 C 处的弯矩：画出

24、高速轴在垂直和水平面上的弯矩图，如图3-1(b)和(d)所示。计算 C 处的合成弯矩：画出如图3-1(e)所示的复合弯矩图。画出如图 3-1(f) 所示的扭矩图。Fv1Fv1Fv2T0Ft1abcdefFh1Fh2Fr1Fa1ABC22269Nmm5538Nmm4487.5Nmm22947Nmm22716Nmm7500Nmm图3-2 高速轴受力分析图检查轴的强度：从弯矩图和扭矩图可以看出，承受最大弯矩和扭矩的C段为危险段，应进行检查。根据扭矩的脉动变化取修正系数，因为 C 段是实心轴，所以。但因此，轴的强度满足要求。(2) 中间轴中间轴受力分析见图3-2。中间轴传递的扭矩：齿轮圆周力：齿轮径向

25、力：齿轮轴向力：计算作用在轴上的支撑力和反作用力：如图 3-2(a) 所示，垂直平面上的支撑和反作用力：如图 3-2(c) 所示，水平面上的支撑力和反作用力：计算齿轮中心处的弯矩：画出中间轴垂直面和水平面的弯矩图，如图3-2(b)和(d)所示。计算 C 和 D 处的组合弯矩：绘制复合弯矩图，如图3-2(e)所示。画出如图 3-2(f) 所示的扭矩图。Fv1Fv1Fv2Ft2Ft3aFh1Fh2Fr2Fa2Fa3Fr3bcdefACDB15318.6Nmm27791.6Nmm-3294.6Nmm844.8Nmm-495.7Nmm-4895.6Nmm15341.9Nmm16081.9Nmm2779

26、6.9Nmm27986.9Nmm26625Nmm图3-3 中间轴受力分析图检查轴的强度：从弯矩图和扭矩图可以看出，承受最大弯矩和扭矩的段D，即齿轮3的中心是危险段，它是检查。根据扭矩的脉动变化取修正系数，因为 C 段是实心轴，所以。但因此，轴的强度满足要求。3.2.7轴承寿命检查设计标准(1) 高速轴承轴承代号：6002查阅机械设计手册，得：Cr=5580N，Co=2850N。根据工况，如果负载稳定，就接。由“机械设计”的表 17.5 可知， .FraFraFrbFa1FsaFsb图3-4 高速轴轴承载荷示意图计算轴承径向载荷：计算附加轴向力：计算轴承的轴向载荷：因为因此，左端轴承a被压缩，右

27、端轴承b被释放。所以：计算当量动载荷：由“机械设计”表17.7可知，e=0.28。因为，检查“机械设计”表 17.7 得到 X=0.56，Y=1.55。等效动态负载计算轴承寿命：所以满足要求。(2) 中间轴轴承轴承代号：6004查阅机械设计手册，得：Cr=9380N，Co=5020N。根据工况，如果负载稳定，就接。由“机械设计”的表 17.5 可知， .FraFraFrbFa2FsaFsbFa3图3-5 中间轴轴承载荷示意图计算轴承径向载荷：计算附加轴向力：计算轴承的轴向载荷：因为因此，右端轴承b被压缩而左端轴承a被松开。所以：计算当量动载荷：检查“机械设计”表17.7，使用线性插值得到e=0

28、.27。因为查看“机械设计”表17.7，使用线性插值得到X=0.56，Y=1.64。等效动态负载计算轴承寿命：所以满足要求。3.2.8减速箱设计减速机壳体是减速机结构和形状中最复杂的零件，大部分采用铸造生产。在箱体设计过程中，既要保证一定的支撑刚度，又要便于轴系的安装，还要使做工尽可能好，制造简单，外观很漂亮。在本课题设计的驱动系统中，减速机具有一定的特殊性。与普通电机与减速机的连接方式不同，除电机输出轴与减速机高速轴用花键连接外，电机外壳与减速机箱体用螺钉连接，使减速机箱体用螺钉连接。设计比较复杂，已经成为设计中的关键。为解决这一关键问题，采用侧盖，为减速箱另一侧安装电机的法兰留出空间。总体

29、结构确定后，开始进行详细设计。首先，根据二极传动的中心距和传动齿轮的大小，确定箱体的空间尺寸和轴承孔的位置和尺寸。然后根据刚度要求，使壁厚不小于8mm，设计形状结构。轴承座处应增加壁厚，外壁设计为凸台，可减少加工面。安装电机的法兰上的螺丝孔的布局设计是一个关键问题，它们不仅不能与中间轴的轴承孔干涉，还可以为螺丝的安装提供空间。为此，法兰设计成方排结构，四个螺丝安装在四个角上。为了保证轴承和轴的安装精度，在箱体和箱盖上设计了定位销，在加工轴承孔时，箱体和箱盖与定位销一体化。同时，由于使用了侧盖，为防止润滑油泄漏，箱体与盖体的连接处采用液态密封胶密封。3.3 半轴设计3.3.1半轴形式半轴有全浮式

30、、半浮式和3/4浮式三种。这里采用全浮式半轴结构。驱动轮通过两个轴承支撑在驱动桥壳上。半轴插入桥壳中。端部用花键与减速机低速轴连接。连接到轮毂，扭矩通过车轴传递到驱动轮。在这种支撑方式中，路面对车辆的各种反作用力以及由这些反作用力引起的弯矩都由桥壳承担，半轴只承受扭矩，不承受弯矩和轴向力。3.3.2半轴直径的测定由于采用全浮动半轴结构，半轴仅承受扭矩，故按抗扭强度设计。全浮式半轴的计算载荷可按最大连接力矩计算：(3-7)式中：为荷载传递系数，查表可得；是驱动桥的最大轴荷质量， ；为车轮滚动半径， ；是附着系数，取.代入计算：全浮式半轴的扭转应力按下式计算；其中：许用剪应力计算：由于花键的加工，

31、轴径适当加大，取.3.3.3花键的设计和检查花键采用矩形花键，齿数Z=6，基本尺寸26mm 6mm，23mm长度L= 30mm。这里，花键连接是静态连接，主要失效模式是齿面的挤压。强度检查：式中，T为工作扭矩，Nmm；齿间载荷分布不均匀系数，取；Z花键齿数；h=(Dd)/2，D和d分别为花键轴外径和外径，mm；齿的工作长度，mm；花键的平均直径，mm；为许用挤压应力，MPa。3.3.4半轴连接螺钉强度校核由于半轴只受扭矩作用，半轴与轮毂之间的连接螺杆只受到剪切力，可能的损坏形式可能是螺杆的剪切和螺杆或孔壁的挤压。螺杆性能等级 4.8则：屈服强度s=320MPa许用剪应力=s/2.5=320/2

32、.5=128MPa允许挤压应力p=s/1.25=320/1.25=256MPa(1)检查螺钉的抗剪强度单个螺钉上的剪切力：式中，T为螺杆的扭矩，Nm；n 为螺钉数量；r螺杆中心与半轴轴线的垂直距离，m。的抗剪强度符合要求。式中，Fs为单螺杆的剪切力，N；d螺杆剪切面直径，mm；m 为螺杆的剪切面数。(2)检查螺杆和孔壁的挤压强度挤压强度，满足要求。式中，Fs为单螺杆的剪切力，N；d螺杆剪切面直径，mm；h螺杆与孔壁之间挤压面的最小高度，mm。结论：根据以上两次强度校核，可以看出连接半轴和轮毂的螺钉强度符合要求。3.4 集线器的设计3.4.1轮形设计轮毂是连接半轴和车轮的零件，是扭矩传递部分的组

33、成部分。轮毂的材质为40Cr，与轴承外圈相匹配的部分主要有两个孔来支撑桥壳。外侧主要配合轮辋的孔轴。为起到定位作用，使车轮在运行过程中不移位，孔轴采用过盈配合。3.4.2轮毂与轮辋连接螺栓强度校核根据螺栓的剪切力进行检查。螺栓性能等级 4.8则：屈服强度s=320MPa许用剪应力=s/2.5=320/2.5=128MPa允许挤压应力p=s/1.25=320/1.25=256MPa(1) 螺栓抗剪强度校核单个螺栓上的剪切力式中，T为螺栓的扭矩，Nm；n 为螺栓数量；r螺栓中心与半轴轴线的垂直距离，m。则螺栓的抗剪强度满足要求。式中，Fs为单根螺栓的剪力，N；d螺栓剪切面直径，mm；m 是螺栓的剪

34、切面数。(2)检查螺栓和孔壁的挤压强度挤压强度，满足要求。式中，Fs为单根螺栓的剪力，N；d螺栓剪切面直径，mm；h螺栓与孔壁之间的挤压面的最小高度，mm。结论：综合以上两次强度校核，可以看出连接轮毂和轮辋的螺栓强度符合要求。3.5 驱动桥壳设计3.5.1驱动桥壳结构设计驱动桥壳一般有分体式、一体式和组合式三种结构形式。此处采用组合式结构，拆装维修更方便。桥壳一端通过一对轴承支撑在轮毂上，另一端通过螺钉与减速箱连接。由于驱动桥壳也需要与车架连接，因此根据后悬架的结构和尺寸，在桥壳外端设计了一个凹槽与之连接。安装轴承的一端有螺纹，用于固定轴承套圈的圆螺母。3.5.2驱动桥壳强度计算(1)桥壳静弯

35、曲应力计算桥壳可视为空心梁，两端通过轮毂轴承支撑在车轮上，车身载荷支撑在桥壳与车架之间的铰接处。其受力图如图 3-5 所示。F1F1F2N1N2BS图 3-6 驱动桥壳受力图从图中可以看出桥壳与车架的连接处为危险段，对其进行强度校核。该空间的弯矩：式中，F1为地面作用在车轮上的反作用力，N；G电动汽车满载时的重量，N；gw车轮、轮毂和制动器的重量，N；B前轮中心距，m；S桥壳与车架铰链中心的距离，m。然后：弯曲应力因此，强度满足要求。(2)电动汽车最大牵引力运行时桥壳强度的计算取汽车加速时的传质系数m2=1.2，桥壳与车架铰链处的垂直弯矩为：行驶时，驱动轮上的最大切向反作用力：式中，T2为驱动

36、轮获得的扭矩，Nm；r前轮滚动半径，m。则桥壳与车架铰接处的水平弯矩为：桥壳还承受驱动桥传递扭矩产生的反作用扭矩：则桥壳与车架铰接处的组合弯矩为：那么弯曲应力为：因此，强度满足要求。（3）电动汽车紧急制动时桥壳强度计算取汽车紧急制动时的传质系数m=1.2，桥壳与车架铰链处的垂直弯矩为：桥壳与车架铰接处的水平弯矩为：紧急制动时，铰链点外侧也承受制动力产生的扭矩则桥壳与车架铰接处的组合弯矩为：那么弯曲应力为：因此，强度满足要求。(4)电动汽车承受最大侧向力时桥壳强度的计算假设电动汽车向左急转弯，左轮上的最大垂直力就是整车重量。这是那么铰链处的弯矩为：弯曲应力：因此，强度满足要求。3.5.3桥壳与减

37、速器连接螺钉强度校核螺钉 M8，性能等级 8.8。取安全系数S=1.2，则根据紧急制动时的弯矩检查螺钉的强度。那么单个螺杆的最大工作载荷为：式中，n为螺钉数量；r螺杆中心直半轴轴线的垂直距离，m。弯曲应力为：因此，螺钉的强度符合要求。3.6 轮毂轴承寿命计算设计标准。左端轴承基本代号为32009，右端轴承基本代号为32010。电动汽车直线行驶时，没有外轴向载荷，其受力示意图如图3-6所示。Fr1Fr1Fr2Fs1Fs2NABC图3-7 轮毂轴承受载示意图体重G 1140kg，则N=G/2=1140/4= 285kg。查机械设计手册，X=0.40，Y=1.5，Cr1=67800N，Cr2=732

38、00N。因为, 和, Y1=Y2所以由于该处轴承冲击较大，故取冲击载荷系数fp=1.2。计算等效动态负载计算轴承寿命：因此，轴承设计符合要求。至经过四个月的努力，我终于顺利完成了毕业设计。在毕业设计的过程中，身边的老师和同学给了我很大的帮助，在此向他们表示感谢！王鸿翔老师是我的顾问，在整个毕业设计过程中以多种方式帮助了我。他不仅给了我很多宝贵的意见和建议，还为我提供了很多相关的技术支持，帮助我解决了一个又一个问题。王老师仔细检查了我的每一幅画。在指出每一个微小错误的同时，他还结合自己丰富的机械设计经验，讲解了一些常用的设计方法和注意事项，让我受益匪浅。在此，向向王鸿翔老师表示由衷的感谢！那女士

39、是我的顾问和顾问。在整个毕业设计过程中，那老师给了我很大的帮助。毕业设计之初，她带领我们参观了电动车厂实习，让我们对设计内容有了更直观的了解。每周开两次会，早上下课老师马上过来检查我们的进度，给我们讲解，回答问题，直到晚饭时间才回去。有时她甚至不吃东西来为我们腾出时间。午餐。在通常的设计和计算中，老师必须回答我们的问题。在详细讲解的同时，他还指导我们阅读参考书，不仅拓展了我们的知识面，还提高了我们查阅资料和自学的能力。另外，在我做毕业论文的时候，雷老师给了我很多建议和意见。老师在毕可东英文翻译方面给了我很多帮助。我想在这里向他们表示感谢。同实验室的同学，尤其是我们课题组的成员，也给了我很大的帮

40、助。我们经常一起讨论研究，大家互相提出宝贵意见，互相配合，顺利完成了整个项目。在这里，向他们表达你的感激之情！参考：1陆志.电动汽车设计。：机械工业，19912穆辰.装卸车辆。：人民交通，19863 吴克坚，于晓红，钱瑞明。机械设计。：高等教育，20034程大贤等。机械设计手册（第四版），卷。 1.：化学工业，1993.1 5机械工程手册第13卷物料搬运设备卷/机械工程手册，电气工程手册编委: 机械工业，19976 朱立顺，梅家强，福来电动汽车驱动桥制动系统漏油故障分析及工艺改进工程机械, 2006(7) , 60617 微信驱动桥：人民交通，19878 新良电动汽车和电动拖拉机的建造和维护。

41、：中国材料，20069，祖尧.材料力学。：科技大学，198710 小军交流驱动系统引领电动汽车技术革命。电动汽车技术，2006（1）11齐军，宋玉萍，马瑞勇，常仁奇，洪，邱国建。国外电动汽车产业现状及发展战略探讨。建筑机械化, 2003 (9)12 中泽电动汽车传动系统设计。机电工程，1998（5）13 卢刚.电动汽车技术发展趋势。物流技术与应用，2007（7）14 宏远电动汽车的优势。现代制造业，2007 (25)15钱克强机械制图。：高等教育，200716 王志东，王大康机械设计综合课程设计：机械工业，200317郭学勋，邓亚东。汽车设计：人民交通，200518霍伯利 T、拉尔森 TJ、约

42、翰斯顿一世、兰伯特J。叉车安全、交通工程和智能交通系统：案例研究，应用人体工程学 2004, 35, 575-58119 N.Gubeljak，U.Zerbst，J.Predan，M.Oblak 。欧洲SINTAP程序在叉车故障分析中的应用，Engineering Failure Analysis 2004,11,334720公路养护概念车。最终报告：第四阶段，2002 年 6 月，爱荷华州立大学交通研究与教育中心附录：图纸清单模式名称模式代码评论盒匹配图片驱动桥总成SEV-032A1总体布置图SEV-03-001A1零片图片半轴 ISEV-03-011A3中心SEV-03-021A2盒盖SEV-03-081A1齿轮二SEV-03-091A3齿轮轴SEV-03-111A3盒子SEV-03-141A1轴壳 IISEV-03-251A2论文原创性声明论文作者（署名）： 日期学位论文发表授权书论文等级：公开（_月_至_年_月）（作者